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TU Berlin

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Intensivierung der Trocknung in Trommelkonvektivtrocknern durch Optimierung des Einflusses von Einbauten am Beispiel von Modellstoffen und holzartiger Biomasse (AiF IGF - Projekt)

Abbildung: Trommelkonvektivtrockner ohne Kreuzeinbauten (links) und mit diesen (rechts).
Lupe

Der thermische Trocknungsvorgang stellt oft den energieintensivsten Schritt bei der Nutzung feuchter Biomassen dar. Insbesondere die gewählte Prozessführung nimmt maßgeblich Einfluss auf die erzielbare Produktqualität.
Als Apparate zur Trocknung feuchter Biomassen haben sich Konvektionstrommel- trockner etabliert. Diese werden im Inneren mit Kreuzeinbauten und/oder Hubschaufeln ausgestattet, die ein Abrieseln und Verteilen des zu trocknenden Gutes bewirken. Dies steigert den Wärme- und Stoffaustausch und ist häufig entscheidend für die Gesamtleistungsfähigkeit des Trocknungsapparats und die erzielbare Produktqualität in der industriellen Praxis.
Konvektionstrommeltrockner werden in der Industrie meist rein empirisch auf Basis von Erfahrungswerten ausgelegt; dies gilt insbesondere für KMUs. Es mangelt dort aktuell an einem detaillierten Verständnis der Wärme- und Stofftransport relevanten Zusammenhänge und einer quantitativen Abschätzung des mechanischen Verhaltens des Trockengutes unter Wechselwirkung mit Einbauten. Dies erschwert Konvektivtrommeltrockner auf neue Produkte auszulegen, was insbesondere KMUs deutliche Nachteile einbringt.
Im Rahmen des skizzierten Projekts wird daher der Zusammenhang zwischen mechanischem Verhalten an Kreuzeinbauten und dem Trocknungsfortschritt untersucht. Weiterhin wird ein numerischer Ansatz entwickelt und experimentell verifiziert, der eine zuverlässige Beschreibung des Bewegungsverhaltens und des Trocknungsfortschrittes ermöglicht.
Hierdurch wird die Basis für einen prädiktiv nutzbaren numerischen Ansatz geschaffen, der es erlaubt das Verteilen des zu trocknenden Gutes über den Trommelquerschnitt im industriellen Kontext zu bewerten und einzustellen, und darauf aufbauend den optimalen Trocknungsfortschritt herbeizuführen. Damit wird ein Werkzeug geschaffen, das branchenübergreifend in der industriellen Anwendung zur Prozessoptimierung von Konvektivtrockenprozessen in Trommelsystemen insbesondere bei KMUs herangezogen werden kann.

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